Question

9．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3次實驗，實驗數據記錄如下：

實驗次數	鉤碼所受的重力G/N	提升高度h/m	拉力F/N	繩端移動的距離s/m	機械效率η
1	2	0.05	1.0	0.15	66.7%
2	4	0.05	1.7	0.15	78.4%
3	6	0.05	①	0.15	②

（1）表格中編號①處數據應為2.4N，編號②處數據應為83.3%．

（2）分析以上實驗數據可以得出如下結論：同一滑輪組的機械效率主要與提升物體的重力有關．
（3）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據彈簧測力計的分度值讀出圖丙中第三次實驗中拉力的大小，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機械效率；
（2）實驗中提升鉤碼的重力不同，機械效率也不同，因此研究的是機械效率與提升鉤碼重力的關系；
（3）不計摩擦及繩重，提升物體重力做的功為有用功，提升動滑輪重力和物體重力做的功為有用功，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%判斷滑輪組機械效率與繞繩方法的關系．

解答 解：
（1）由圖丙可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，則第三次實驗中拉力的大小為2.4N，
第三次實驗中滑輪組的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%；
（2）實驗中用的是同一滑輪組，動滑輪的重力不變，提升物體的重力不同；
由表中實驗數據可知，同一滑輪組提起不同重力的物體時，提升物體的重力越大，滑輪組的機械效率越大，
故可得結論：同一滑輪組的機械效率主要與提升物體的重力有關；
（3）因不計摩擦及繩重，克服物體重力做的功為有用功，克服動滑輪重力和物體重力做的功為總功，
所以，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%可知，
將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率不變．
故答案為：（1）2.4N；83.3%；（2）提升物體的重力；（3）不變．

點評 本題考查了彈簧測力計的讀數和滑輪組機械效率公式的應用以及分析數據得出結論，靈活的利用滑輪組機械效率的公式是關鍵．